JP2002363470A - インクジェットインク組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水溶性有機溶媒との適合性が改良され、イン
クジェット組成物内での安定性が改良された複合着色剤
ポリマー粒子を含有するインクジェットインク組成物を
提供する。 【解決手段】 水、保湿剤、及び複合着色剤粒子を含ん
でなるインクジェットインク組成物であって、前記複合
着色剤ポリマー粒子が着色剤相及びポリマー相を有し、
前記粒子のポリマー相が前記着色剤の存在下で現場形成
され、前記インクを６０℃で１週間インキュベートさせ
たときに前記複合着色剤ポリマー粒子が５０％を超える
平均粒径の増大をしないインクジェットインク組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は着色剤相及び非常に
安定なポリマー相を有する複合着色剤粒子を含有するイ
ンクジェットインク組成物並びにその組成物を用いる印
刷方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット印刷はデジタル信号に応
答して基体（紙、透明フィルム、織物等）の上にインク
小滴が付着することによって画像を生成する非インパク
ト方法である。インクジェットプリンターは、工業用ラ
ベリングから事務文書の少量印刷及びピクトリアル画像
形成の範囲のマーケットにわたる広範囲の用途を有して
いる。

【０００３】インクジェット記録方法では、使用するイ
ンクが種々の性能要件に合致することが必要である。そ
のような性能要件は、一般的に、他の液体インク用途、
例えば、筆記具（万年筆、フェルトペン等）の場合より
も厳しい。インクジェット印刷法に用いられるインクの
場合、特に、次の条件が一般的に求められる。

【０００４】（１）インクは、印刷装置の吐出条件（例
えば、ピエゾ素子振動子の駆動電圧及び駆動周波数、プ
リントヘッドオリフィスの形状及び材料、オリフィスの
直径等）に適合する粘性、表面張力、及び電気伝導度等
の物性を有するのがよい。 （２）インクは、使用の際にプリントヘッドオリフィス
の目詰まりを起こさないで、長期間保存できることがよ
い。 （３）インクは、生成したインクドットの外形がなめら
かであって、ドットインクの吸い取りが最小限であるよ
うに、記録媒体（例えば、紙、フィルム）上に急速に定
着するのがよい。

【０００５】（４）印刷された画像が、高光沢且つ高色
域を有するクリアな色調及び高濃度を有するような高画
質となるのがよい。 （５）印刷された画像が、優れた水堅牢性（耐水性）及
び光堅牢性（耐光性）を示すのがよい。 （６）印刷された（インク）画像が、画像受容要素の表
面に対し良好な付着性を有するのがよく、また耐久性並
びに物理的及び機械的スクラッチ又は損傷に対して高耐
性となるのがよい。

【０００６】（７）インクは、周囲材料、例えば、イン
ク貯蔵容器、プリントヘッド部品、オリフィス等を攻
撃、腐食又は侵食しないのがよい。 （８）インクは、不快な臭いを有しないのがよく、また
毒性又は引火性を有しないのがよい。 （９）インクは、低発泡で、高ｐＨ安定特性を示すのが
よい。

【０００７】インクジェットプリンターに用いられるイ
ンクは、一般的に、色素系もしくは顔料系に分類され
る。色素は、キャリア媒体に分子分散されるかもしくは
溶解される着色剤である。キャリア媒体は、室温で液体
もしくは固体となることができる。通常用いられるキャ
リア媒体は、水又は水と有機補助溶媒との混合物であ
る。個々の色素分子は、キャリア媒体の分子で囲まれて
いる。色素系インクでは、顕微鏡下で粒子は観察されな
い。色素系インクジェットインクの技術分野では最近多
くの進歩が見られるが、そのようなインクはなおも、普
通紙上で低光学濃度であり、耐光性が劣るといった欠点
を有している。キャリア媒体として水を用いる場合、一
般的に、そのようなインクは耐水性が劣るという欠点も
有する。

【０００８】顔料系インクは、これらの制限に取り組む
手段として人気を得ている。顔料系インクでは、着色剤
は別々の粒子として存在する。これらの顔料粒子は、通
常、顔料粒子が凝集及び／もしくはキャリアから沈降す
るのを防止するのに役に立つ分散剤もしくは安定化剤と
して知られる添加物とともに取り扱われる。

【０００９】顔料系インクは、色素系インクと違ったタ
イプの欠点がある。一つの欠点は、顔料系インクは、例
えば、オーバーヘッドプロジェクターに用いる透明フィ
ルム、並びに高品質グラフィックス及びピクトリアル出
力に用いる光沢紙及び不透明白色フィルムのような、特
別にコートされた紙及びフィルム対して異なって相互作
用するということである。特に、顔料系インクが、コー
ト紙及びコートフィルムの表面全体に、ドライ及びウェ
ット付着特性が悪く、汚れやすい画像を生じる画像形成
領域を生じることが判っている。近年、高光沢及び高速
乾燥能を有するインクジェット受容体が開発されてい
る。しかし、高光沢受容体上では、スクラッチマーク汚
れはさらに目に付く。インクジェット記録要素の表面に
耐久性及び耐汚染性が改善された画像を生じる顔料系イ
ンク組成物を提供する必要がある。

【００１０】顔料系インクのもっているもう一つの欠点
は、水混和性有機溶媒が存在することによるその劣った
保存安定性である。水混和性有機溶媒は、インクレオロ
ジーを調節するため、インク発射能（firability）及び
再運転能（re-runability）を最大にするために用いら
れる。これらの溶媒は、インクがプリントヘッド内で乾
燥するのを防止し、インク表面張力を下げてインク配合
物の空気閉じ込めの作用を最小にする（そうでないと、
ヘッド性能に重大に影響を与える気泡を生じる）。しか
し、これらの水混和性有機溶媒は、インク配合物中の顔
料粒子のコロイド安定性に関するマイナスの影響も有し
ている。種々のタイプの水混和性有機溶媒の存在下で改
良された貯蔵安定性を有する顔料インク組成物を提供す
る必要がある。

【００１１】米国特許第5,852,073号明細書は、固体着
色剤粒子が存在する乳化重合条件下で重合させて得られ
る水不溶性ポリマーカプセル封入着色剤の粒子分散物を
含む消去可能なインク組成物を開示する。記載されてい
る方法は、エチレン系不飽和モノマー及び着色剤を一緒
に乳化し、その後乳化重合条件にかけるバッチ式処理又
は半バッチ式処理である。そのような方法で調製された
粒子分散物は、ポリマーラテックス粒子、ポリマーカプ
セル封入着色剤、及び水溶性ポリマーの物理的な混合物
である。しかし、これらの分散物には、これらをインク
ジェットインクに配合すると、フリーポリマー（ポリマ
ー粒子と水溶性ポリマーの両方）の存在が、インク粘性
を著しく増大させ、インク貯蔵安定性を低下させ、早発
のプリントヘッド不良を起こし、画像欠陥を発生させる
という問題点がある。

【００１２】欧州特許第1006161号明細書は、ポリマー
コートされた着色剤粒子を、着色剤粒子、モノマー及び
開始剤を用いるバッチ式乳化重合法で調製するインク組
成物の製造方法が開示されている。そのような方法で調
製されたポリマーコートされた着色剤粒子は、ポリマー
粒子、ポリマーカプセル封入着色剤、及び水溶性ポリマ
ーの物理的な混合物である。しかし、これらの分散物に
は、これらをインクジェットインクに配合すると、フリ
ーポリマー（ポリマー粒子と水溶性ポリマーの両方）の
存在が、インク粘性を著しく増大させ、インク貯蔵安定
性を低下させ、早発のプリントヘッド不良を起こし、画
像欠陥を発生させるという問題点がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水溶
性有機溶媒との適合性が改良され、インク組成物内での
安定性が改良された複合着色剤ポリマー粒子を含有する
インクジェットインク組成物を提供すること、そしてそ
のようなインク組成物を印刷したとき、インクジェット
記録要素の面上に得られる画像が、改良された画質並び
にスクラッチ耐性及び汚染耐性等の改良された物理的耐
久性を有するインクジェットインク組成物を提供するこ
とである。さらに本発明の目的は、上述の組成物を用い
る印刷方法を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を、水、保湿
剤、及び複合着色剤粒子を含んでなるインクジェットイ
ンク組成物であって、前記複合着色剤ポリマー粒子が着
色剤相及びポリマー相を有し、前記粒子のポリマー相が
前記着色剤の存在下で現場形成され、前記インクを６０
℃で１週間インキュベートさせたときに前記複合着色剤
ポリマー粒子が５０％を超える平均粒度の増大をしない
インクジェットインク組成物に関する本発明によって達
成する。

【００１５】複合着色剤粒子を含有する本発明のインク
ジェットインク組成物は、従来技術で調製されたものよ
りも安定性を有し、良好な摩耗耐性を有する。

【００１６】

【発明の実施の形態】上述したように、複合着色剤ポリ
マー粒子は、インクを６０℃で１週間インキュベートさ
せたときに平均粒度が５０％を超えて増大しない。好ま
しい態様では、この複合着色剤ポリマー粒子は、インク
を６０℃で１週間インキュベートさせたときに、平均粒
度が２０％を超えて、より好ましくは１０％を超えて増
大しない。用語「平均粒度」とは、粒子群の５０質量％
がその数字よりも小さな粒度を有することを意味する。

【００１７】本発明に用いられる複合着色剤ポリマー粒
子は、上記引用のWang等の米国特許出願第09/822,096号
（2001年3月30日出願、発明の名称「Process For Makin
g Composite Colorant Particles」）に記載されてい
る。そのような着色剤粒子を調製する別の方法は、粒子
表面に官能基を結合させて、次いで乳化重合することで
ある。

【００１８】上記出願の方法では、複合着剤粒子のポリ
マー相を形成するのに用いるモノマー混合物を導入する
前に、付加重合開始剤の一部を水性着色剤混合物に加え
る。この水性着色剤混合物は複合粒子の着色剤相を形成
するのに用いられるサブミクロン単位の着色剤粒子を含
んでいる。着色剤相及びポリマー相は実質的に不適合で
ある。しかし、着色剤相とポリマー相との間に形成され
る界面が存在してもよい。

【００１９】この方法の好ましい態様では、使用できる
エチレン系不飽和モノマーは、 ａ）イオン電荷基が無く、付加重合可能で実質的に水不
溶性ホモポリマーを形成するエチレン系不飽和モノマ
ー、及び ｂ）付加重合可能で実質的に水溶性ホモポリマーを形成
する別のエチレン系不飽和モノマーを含む。

【００２０】上記方法に従うと、モノマー混合物を着色
剤混合物に連続的に加える。添加の時間は、使用するモ
ノマーと反応温度に依存する。より反応性のモノマーと
より高い反応温度の場合、添加時間はさらに短くなるこ
とができる。より低い反応温度で低反応性のモノマーの
場合、添加時間が短いと、本質的に着色剤相を含まない
第二のポリマー粒子を形成する可能性のある自由モノマ
ーでその系が溢れる場合が有る。添加時間が長いと、重
合はモノマー欠乏状態で行われ、モノマーのほとんど全
部は着色剤相によって消費される。

【００２１】上記方法に従うと、付加重合開始剤にフリ
ーラジカルを形成させる好ましい方法は、熱を用いるこ
とである。使用する開始剤のタイプに従って、反応温度
は３０〜９０℃になることができる。好ましい反応温度
は低くても４０℃であって、最も好ましくは、低くても
５０℃である。自由モノマーが存在しないことを確実に
するために、通常、モノマー添加の後、反応はさらに長
い時間継続される。また、反応の最終段階時にモノマー
を添加してスカベンジして反応転化率を高めることが必
要な場合もある。

【００２２】本発明のもう一つの好ましい態様は、 Ａ）デジタルデータ信号に応答するインクジェットプリ
ンターを用意し、 Ｂ）前記プリンターに画像受容層を上に有する支持体を
含むインクジェット記録要素を装填し、 Ｃ）前記プリンターに前述のインクジェットインク組成
物を装填し、そして Ｄ）前記デジタルデータ信号に応答して、前記インクジ
ェットインク組成物を用いて前記画像受容層上に印刷す
る 各工程を含む、インクジェット印刷方法に関する。

【００２３】複合着色剤粒子を含有するインク組成物を
用いる本発明のインクジェット印刷方法は、従来技術に
よって調製されたインクジェット組成物よりも安定性を
有し、良好な耐摩耗性を有する。

【００２４】本発明に使用する場合、単独又は組み合わ
せた多種多様の有機及び無機顔料を選択することができ
る。本発明に用いることができる着色剤粒子には、例え
ば、米国特許第5,026,427号；同第5,086,698号；同第5,
141,556号；同第5,160,370号；及び同第5,169,436号明
細書に記載されているような顔料が含まれる。顔料の正
確な選定は、特定の用途及び色再現及び画像安定性等の
性能要件に従う。本発明の使用に好適な顔料には、例え
ば、アゾ顔料、モノアゾ顔料、ジアゾ顔料、アゾ顔料レ
ーキ、β-ナフトール顔料、ナフトールAS顔料、ベンズ
イミダゾロン顔料、ジアゾ縮合顔料、金属錯体顔料、イ
ソインドリノン及びイソインドリン顔料、多環式顔料、
フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、ペリレン及び
ペリノン顔料、チオインジゴ顔料、アントラピリミドン
顔料、フラバントロン顔料、アンテアンテロン（anthan
throne）顔料、ジオキサジン顔料、トリアリールカルボ
ニウム顔料、キノフタロン顔料、ジケトピロールピロー
ル顔料、二酸化チタン、酸化鉄、及びカーボンブラック
が含まれる。

【００２５】使用できる顔料の典型的な例には、カラー
インデックス(C.I.)ピグメントイエロー1、2、3、5、
6、10、12、13、14、16、17、62、65、73、74、75、8
1、83、87、90、93、94、95、97、98、99、100、101、1
04、106、108、109、110、111、113、114、116、117、1
20、121、123、124、126、127、128、129、130、133、1
36、138、139、147、148、150、151、152、153、154、1
55、165、166、167、168、169、170、171、172、173、1
74、175、176、177、179、180、181、182、183、184、1
85、187、188、190、191、192、193、194；C.I.ピグメ
ントオレンジ1、2、5、6、13、15、16、17、17:1、19、
22、24、31、34、36、38、40、43、44、46、48、49、5
1、59、60、61、62、64、65、66、67、68、69；C.I.ピ
グメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、l0、11、1
2、13、14、15、16、17、18、21、22、23、31、32、3
8、48:l、48:2、48:3、48:4、49:l、49:2、49:3、50:
l、51、52:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、66、6
7、68、81、95、112、114、119、122、136、144、146、
147、148、149、150、151、164、166、168、169、170、
171、172、175、176、177、178、179、181、184、185、
187、188、190、192、194、200、202、204、206、207、
210、211、212、213、214、216、220、222、237、238、
239、240、242、243、245、247、248、251、252、253、
254、255、256、258、261、264；C.I.ピグメントバイオ
レット1、2、3、5:l、13、19、23、25、27、29、31、3
2、37、39、42、44、50；C.I.ピグメントブルー1、2、
9、l0、14、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、15、16、1
8、19、24:1、25、56、60、61、62、63、64、66；C.I.
ピグメントグリーン1、2、4、7、8、10、36、45；C.I.
ピグメントブラック1、7、20、31、32、及びC.I.ピグメ
ントブラウンl、5、22、23、25、38、41、42が含まれ
る。本発明の好ましい態様では、顔料セットは、シアン
顔料、C.I.ピグメントブルー15:3；キナクリドンマゼン
タ、C.I.ピグメントレッド122；C.I.ピグメントイエロ
ー155；及びカーボンブラック、C.I.ピグメントブラッ
ク7である。

【００２６】本発明で用いられる着色剤粒子は水溶性又
は水不溶性色素を用いることができる。使用できる水溶
性色素の例には、スルホネート及びカルボキシレート色
素、特に、インクジェット印刷に普通に用いられている
ものが含まれる。具体例には、次のものが含まれる:ス
ルホローダミンB(スルホネート)、アシッドブルー113
(スルホネート)、アシッドブルー29(スルホネート)、ア
シッドレッド4(スルホネート)、ローズベンガル(カルボ
キシレート)、アシッドイエロー17(スルホネート)、ア
シッドイエロー29(スルホネート)、アシッドイエロー42
(スルホネート)、アクリジンイエローG(スルホネー
ト)、ニトロブルー、テトラゾリウムクロライド一水和
物又はニトロBT、ローダミン6G、ローダミン123、ロー
ダミンB、ローダミンBイソシアネート、サフラニンO、
アズールB、アズールBエオシネート、ベーシックブルー
47、ベーシックブルー66、チオフラシンT(ベーシックイ
エロー1)、及びアウラミンO(ベーシックイエロー2)、全
てAldrich Chemical Companyから入手できる、使用でき
る水不溶性色素の例には、アゾ、キサンテン、メチン、
ポリメチン、及びアントラキノン色素が含まれる。水不
溶性色素の具体例には、チバガイギーオラソルブルーG
N、チバガイギーオラソルピンク、及びチバガイギーオ
ラソルイエローが含まれる。

【００２７】本発明に有用な複合着色剤粒子は、プリン
トヘッドを通して噴射できるいずれの粒度も有すること
ができる。好ましくは、複合着色剤粒子は、２００ｎｍ
未満、より好ましくは８０ｎｍ未満の平均粒度を有す
る。

【００２８】当該技術分野で公知の種々の方法を、本発
明に用いて水性媒体中に着色剤粒子の懸濁物を形成する
ことができる。この懸濁物は、主として、着色剤粒子、
分散剤／界面活性剤、及び水からなる。分散剤は、非イ
オン性、アニオン性、カチオン性、及び／又は高分子と
なることができ、多くても着色剤粒子の５０％位のレベ
ルで用いることができる。

【００２９】本発明に有用な着色剤粒子を、当該技術分
野で公知の種々の方法で形成することができる。例え
ば、乾燥顔料を微粉砕及び分級するか、又は色素を含有
する溶液をスプレー乾燥して、次に得られた粒子を分散
剤を用いて水に再分散することによって調製することが
できる。色素を例えば、水不混和性溶媒に溶解し、水性
溶液中の微小液滴としてその溶液を分散させ、そして蒸
発又は他の好適な技法によって溶媒を除去させることを
含む懸濁技法によって、調製することができる。また、
顔料材料を水中で分散剤の存在下で所望の粒径に機械的
に磨砕することによっても調製することができる。

【００３０】上述の方法に有用な付加重合開始剤には、
例えば、アゾ及びジアゾ化合物、例えば、2,2'-アゾビ
スイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバ
レロニトリル)、2,2'-アゾビス(2,3-ジメチルブチロニ
トリル)、2,2'-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,
2'-アゾビス(2,3,3-トリメチルブチロニトリル)、2,2'-
アゾビス(2-イソプロピルブチロニトリル)、1,1'-アゾ
ビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2'-アゾビ
ス(4-メトキシル-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2-(カ
ルバモイルアゾ)イソブチロニトリル、4,4'-アゾビス(4
-シアノバレリアン酸)、及びジメチル-2,2'アゾビスイ
ソブチレート、又はペルオキシド化合物、例えばブチル
ペルオキシド、プロピルペルオキシド、ブチリルペルオ
キシド、ベンゾイルイソブチリルペルオキシド、及びベ
ンゾイルペルオキシド、又は水溶性開始剤、例えば、過
硫酸ナトリウム、及び過硫酸カリウム、又は、任意のレ
ドックス開始剤が含まれる。これらの開始剤を、総モノ
マーの質量基準で、０．２〜３もしくは４質量％又はそ
れ以上の量で用いることができる。

【００３１】通常、開始剤濃度が高いほど、より低分子
量の微小ポリマーを生じる。一般的に着色剤が有機顔料
の場合、油溶性開始剤又は水溶性開始剤を用いて良好な
結果が得られている。着色剤が無機顔料の場合、例えば
カーボンブラックの場合は、水溶性開始剤を用いて良好
な結果を得ることができる。

【００３２】上記方法に用いることができる界面活性剤
には、例えば、スルフェート、スルホネート、カチオン
化合物、反応性界面活性剤、両性化合物、及びポリマー
保護コロイドが含まれる。具体的な例は、"McCutcheon'
s Emulsifiers and Detergents: 1995, North American
Editor"に記載されている。連鎖移動剤、例えば、ブチ
ルメルカプタンを用いて、生成されるポリマーの特性を
コントロールすることもできる。

【００３３】上記方法に用いることができるエチレン系
不飽和モノマーには、例えば、次のモノマー及びその混
合物が含まれる：アクリル酸、メタクリル酸、エタクリ
ル酸、メチルアクリレート、エチルアクリレート、エチ
ルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメ
タクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタク
リレート、イソ-プロピルアクリレート、イソ-プロピル
メタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリ
レート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタクリレー
ト、オクタデシルメタクリレート、オクタデシルアクリ
レート、ラウリルメタクリレート、ラウリルアクリレー
ト、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチル
メタクリレート、ヒドロキシヘキシルアクリレート、ヒ
ドロキシヘキシルメタクリレート、ヒドロキシオクタデ
シルアクリレート、ヒドロキシオクタデシルメタクリレ
ート、

【００３４】ヒドロキシラウリルメタクリレート、ヒド
ロキシラウリルアクリレート、フェネチルアクリレー
ト、フェネチルメタクリレート、6-フェニルヘキシルア
クリレート、6-フェニルヘキシルメタクリレート、フェ
ニルラウリルアクリレート、フェニルラウリルメタクリ
レート、3-ニトロフェニル-6-ヘキシルメタクリレー
ト、3-ニトロフェニル-18-オクタデシルアクリレート、
エチレングリコールジシクロペンチルエーテルアクリレ
ート、ビニルエチルケトン、ビニルプロピルケトン、ビ
ニルヘキシルケトン、ビニルオクチルケトン、ビニルブ
チルケトン、シクロヘキシルアクリレート、3-メタクリ
ルオキシプロピル-ジメチルメトキシシラン、3-メタク
リルオキシプロピル-メチルジメトキシシラン、3-メタ
クリルオキシプロピルペンタメチルジシロキサン、3-メ
タクリルオキシプロピルトリス-(トリメチルシロキシ)
シラン、3-アクリルオキシプロピル-ジメチルメトキシ
シラン、

【００３５】アクリルオキシプロピルメチルジメトキシ
シラン、トリフルオロメチルスチレン、トリフルオロメ
チルアクリレート、トリフルオロメチルメタクリレー
ト、テトラフルオロプロピルアクリレート、テトラフル
オロプロピルメタクリレート、ヘプタフルオロブチルメ
タクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメ
タクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、2-エチ
ルヘキシルメタクリレート、イソオクチルアクリレー
ト、イソオクチルメタクリレート、N,N-ジヘキシルアク
リルアミド、N,N-ジオクチルアクリルアミド、N,N-ジメ
チルアミノエチルアクリレート、N,N-ジメチルアミノエ
チルメタクリレート、N,N-ジエチルアミノエチルアクリ
レート、N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレート、ピ
ペリジノ-N-エチルアクリレート、ビニルプロピオネー
ト、ビニルアセテート、ビニルブチレート、ビニルブチ
ルエーテル、及びビニルプロピルエーテルエチレン、ス
チレン、ビニルカルバゾール、ビニルナフタレン、ビニ
ルアントラセン、ビニルピレン、メチルメタクリレー
ト、メチルアクリレート、α-メチルスチレン、ジメチ
ルスチレン、メチルスチレン、ビニルビフェニル、グリ
シジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリ
シジルプロピレン、

【００３６】2-メチル-2-ビニルオキシラン、ビニルピ
リジン、アミノエチルメタクリレート、アミノエチルフ
ェニルアクリレート、マレイミド、N-フェニルマレイミ
ド、N-ヘキシルマレイミド、N-ビニル-フタルイミド、
及びN-ビニルマレイミドポリ(エチレングリコール)メチ
ルエーテルアクリレート、ポリビニルアルコール、ビニ
ルピロリドン、ビニル4-メチルピロリドン、ビニル4-フ
ェニルピロリドン、ビニルイミダゾール、ビニル4-メチ
ルイミダゾール、ビニル4-フェニルイミダゾール、アク
リルアミド、メタクリルアミド、N,N-ジメチルアクリル
アミド、N-メチルアクリルアミド、N-メチルメタクリル
アミド、アリールオキシジメチルアクリルアミド、N-メ
チルアクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、アリ
ールオキシピペリジン、及びN,N-ジメチルアクリルアミ
ドアクリル酸、メタクリル酸、クロロメタクリル酸、マ
レイン酸酸、アリルアミン、N,N-ジエチルアリルアミ
ン、

【００３７】ビニルスルホンアミド、アクリル酸ナトリ
ウム、メタクリル酸ナトリウム、アクリル酸アンモニウ
ム、メタクリル酸アンモニウム、アクリルアミドプロパ
ントリエチルアンモニウムクロライド、メタクリルアミ
ドプロパン-トリエチルアンモニウムクロライド、ビニ
ル-ピリジンヒドロクロライド、ビニルホスホン酸ナト
リウム及び1-メチルビニルホスホン酸ナトリウム、ビニ
ルスルホン酸ナトリウム、1-メチルビニル-スルホン酸
ナトリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、アクリル
アミドプロパンスルホン酸ナトリウム、メタクリルアミ
ドプロパンスルホン酸ナトリウム、及びビニルモルホリ
ンスルホン酸ナトリウム、アリルメタクリレート、アリ
ルアクリレート、ブテニルアクリレート、

【００３８】ウンデセニルアクリレート、ウンデセニル
メタクリレート、ビニルアクリレート、及びビニルメタ
クリレート；ジエン類、例えば、ブタジエン及びイソプ
レン；飽和グリコール又はジオールと不飽和モノカルボ
ン酸とのエステル類、例えば、エチレングリコールジア
クリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ト
リエチレングリコールジメタクリレート、1,4-ブタンジ
オールジメタクリレート、1,3-ブタンジオールジメタク
リレート、ペンタエリトリトール、テトラアクリレー
ト、トリメチロールプロパントリメタクリレート及びポ
リ多官能芳香族化合物、例えば、ジビニルベンゼン等。

【００３９】上述したように、用語「複合」とは、上記
方法によって調製された着色剤粒子が、少なくとも２つ
の物理的な相を含むことを意味する。相領域はお互いに
離れて分離されておらず、その間には結合又は界面が存
在する。

【００４０】インクジェットインクの作製では、濃縮物
の形態で複合着色剤粒子を作製することが望ましい。そ
してこの濃縮物を適当な溶媒で、特定用途の、粘性、
色、色相、飽和濃度（density）、及び印刷領域被覆量
にとって最良となるまで希釈される。そのようなインク
の容認できる粘度は、ブルックフィールド装置及び関連
する方法で測定すると、一般的に２０センチポイズを超
えず、好ましくは１〜１５センチポイズの範囲である。

【００４１】本発明に使用する複合着色剤粒子は、イン
クジェットインク組成物の最大３０質量％を構成し、好
ましくは、０．０５〜１５質量％を構成する。インクジ
ェットプリントヘッドのオリフィス内でインクが乾燥す
るか、固まりつくのを防止するために、補助溶媒又は保
湿剤をインク組成物に添加してもよい。使用できる補助
溶媒及び保湿剤のクラスには、炭素原子数１０より大き
い炭素鎖を有する一価アルコール、例えば、デカノー
ル、ドデカノール、オレイルアルコール、ステアロイル
アルコール、ヘキサデカノール、エイコサノール、多価
アルコール、例えば、エチレングリコール、アルコー
ル、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、トリエチレング
リコール、プロピレングリコール、テトラエチレングリ
コール、ポリエチレングリコール、グリセロール、2-メ
チル-2,4-ペンタンジオール、2-エチル-2-ヒドロキシメ
チル-1,3-プロパンジオール（ＥＨＭＰ）、1,5-ペンタ
ンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,2,6-ヘキサント
リオール及びチオグリコール；アルキレングリコールに
由来する低級アルキルモノ又はジエーテル類、例えば、
エチレングリコールモノメチル又はモノエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノメチル又はモノエチルエ
ーテル、プロピレングリコールモノメチル又はモノエチ
ルエーテル、トリエチレングリコールモノメチル又はモ
ノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチル又は
ジエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノブチル
エーテル（ＰＥＧＭＢＥ）、及びジエチレングリコール
モノブチルエーテル（ＤＥＧＭＢＥ）；窒素含有化合
物、例えば、ウレア、2-ピロリジノン、N-メチル-2-ピ
ロリジノン、及び1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン；
並びに硫黄含有化合物、例えば、ジメチルスルホキシド
及びテトラメチレンスルホンが含まれるが、これらに限
定されない。

【００４２】インクジェットインクにおいて、複合粒子
とその形成に使用する有機溶媒との適合性を最大にする
ように、そしてインクが適用される基体との相互作用を
最大にするように、ポリマー相組成を選択することがで
きる。有機溶媒との適合性を最大にすると長期の貯蔵安
定性が生じ、基体との相互作用を最大にすると、画像領
域の接着性又は耐汚染（smudge）性が改良される。

【００４３】水性インク中での微生物、例えば、カビ、
真菌類の成長を抑制するために、インクジェットインク
組成物に殺生剤を添加してもよい。インク組成物に好ま
しい殺生剤は、最終濃度０．０００１〜０．５質量％で
のProxel GXL （商標）（Zeneca Specialties Co.製）
である。必要に応じてインクジェットインク組成物に存
在してもよい追加の添加物には、増粘剤、導電性増強
剤、コーゲーション（kogation）防止剤、乾燥剤、水堅
牢剤（waterfast agent）、色素可溶化剤、キレート
剤、バインダー、光安定剤、ビスコシファイヤ（viscos
ifier）、緩衝剤、防カビ剤、カール防止剤、安定化剤
及び脱泡剤が含まれる。

【００４４】本発明の複合着色剤粒子を使って作製され
たインクジェットインクをインクジェット印刷に用い、
インクジェットプリンターのプリントヘッドの複数のノ
ズル（オリフィス）からインク小滴を噴出することによ
って、液体インク小滴をコントロールされた様式でイン
ク受容基体に適用する。

【００４５】市販のインクジェットプリンターはいくつ
かの異なる方法を使って、インク小滴の付着をコントロ
ールする。そのような方法は一般的に２種類あり、コン
ティニュアスストリームとドロップオンデマンドであ
る。

【００４６】ドロップオンデマンドシステムでは、例え
ば、デジタル信号に従ってコントロールされる圧電素
子、音響素子、又はサーマルプロセスによって生成され
る圧力により、オリフィスから直接インク受容層上の一
定位置にインク小滴が噴出される。必要でなければ、イ
ンク小滴は生成されず、プリントヘッドのオリフィスか
ら噴出されない。インクジェット印刷法及び関連するプ
リンターはよく知られておりここで詳細に説明する必要
はないであろう。

【００４７】複合着色剤粒子を用いるインクジェットイ
ンクをインクジェット印刷に用いることができ、インク
ジェットプリンターのプリントヘッドの複数のノズル
（オリフィス）からインク小滴を噴出することによっ
て、液体インク小滴をコントロールされた様式でインク
受容基体に適用する。

【００４８】インクジェット印刷に有用なインク受容基
体は当業者には周知である。そのような基体の代表例は
米国特許第5,605,750号、同第5,723,211号及び同第5,78
9,070号並びに欧州特許出願公開公報第813978号A1に記
載されている。

【００４９】

【実施例】本発明の実用性を以下の例で具体的に説明す
る。次の顔料分散物を調製した。 ブラック顔料分散物 ミル粉砕物 平均直径５０μｍのポリマービーズ（粉砕媒体） ３２５．０ｇ ブラックパール880(ピグメントブラック） ３０ｇ (Cabot Chemical Company) オレオイルメチルタウリン(OMT) カリウム塩 １０．５ｇ 脱イオン水 ２０９．５ｇ Proxel GXL（商標）（殺生剤、Zeneca製） ０．２ｇ

【００５０】上記成分をBYK-Gardner製の２リットルの
二重壁容器中で、高エネルギー媒体ミル（Morehouse-Co
wles Hochmeyer製）を使って粉砕した。粉砕は室温で約
８時間行った。粉砕物を４〜８μｍのKIMAX（商標）ブ
フナーロート（VWR Scientific Products製）に通して
ろ過し、粉砕媒体と分散物を分離した。

【００５１】マゼンタ顔料分散物 ピグメントレッド122(Sunfast Quinacridone Pigment、
Sun Chemical Corporation）をブランク顔料の代わりに
用いた以外は、上記ブラック顔料分散物と同様にこの分
散物を調製した。イエロー顔料分散物 ピグメントイエロー155(Clariant Corp.）をブランク顔
料の代わりに用いた以外は、上記ブラック顔料分散物と
同様にこの分散物を調製した。シアン顔料分散物 ピグメントブルー15:3(Sun Chemical Corporation）を
ブランク顔料の代わりに用いた以外は、上記ブラック顔
料分散物と同様にこの分散物を調製した。

【００５２】複合着色剤粒子分散物の調製 複合着色剤粒子分散物１（本発明） マゼンタ分散物６０ｇを入れて攪拌している反応器を８
５℃に加熱し、２時間Ｎ₂でパージした。そして、トル
エン１ｇ中０．０３ｇの開始剤、アゾビスイソブチロニ
トリル(AIBN)をこの反応器に添加した。脱イオン水３０
ｇ、ドデシルスルホン酸ナトリウム界面活性剤０．５
ｇ、開始剤(AIBN)０．０３ｇ、メチルメタクリレート
４．５ｇ、メタクリル酸１．２ｇ、及びジビニルベンゼ
ン０．３ｇを有するエマルジョンを連続的に２時間加え
た。反応をさらに４時間継続させ、その後この反応器を
室温まで冷却した。そして、水に分散された複合着色剤
粒子（複合着色剤粒子分散物）を、ガラス繊維を通して
ろ過して塊を除去した。形成された粒子は着色剤相５０
質量％及びポリマー相５０質量％を有した。この生成さ
れた複合着色剤粒子分散物を「複合着色剤分散物１」と
する。

【００５３】複合着色剤粒子分散物２〜２１（本発明） 次の点以外は、複合着色剤粒子分散物１と同様に、複合
着色剤粒子分散物２〜２１を調製した：複合着色剤粒子
分散物２〜１５は、表Ｉに示す組成を有するポリマーを
含有した。複合着色剤粒子分散物１６及び１７は、着色
剤相として前記ブラック顔料分散物及び表Ｉに記載のポ
リマーを用い、そして開始剤は過硫酸ナトリウム(NaPS)
であった。複合着色剤粒子分散物１８及び１９は、前記
イエロー顔料分散物及び表Ｉに記載のポリマーを用い
た。複合着色剤粒子分散物２０及び２１は、前記シアン
顔料分散物及び表Ｉに記載のポリマーを用いた。Microt
rac Ultra Fine Particle Analyzer(Leeds and Northru
p)で、粒度を５０％メジアン値のところで測定した。結
果を表Ｉに示す。

【００５４】

【表１】

【００５５】比較着色剤粒子分散物Ｃ−１ 例１で調製したようにピグメントレッド122分散物６０
ｇを入れて攪拌している反応器を８０℃に加熱し、２時
間Ｎ₂でパージした。脱イオン水３０ｇ、ドデシルスル
ホン酸ナトリウム界面活性剤０．５ｇ、開始剤(AIBN)
０．０６ｇ、メチルメタクリレート４．５ｇ、メタクリ
ル酸１．２ｇ、及びジビニルベンゼン０．３ｇ有するエ
マルジョンを連続的に２時間加えた。反応をさらに４時
間継続させ、その後この反応器を室温まで冷却した。調
製された複合着色剤粒子分散物をろ過して塊を除去し
た。形成された粒子は着色剤相５０質量％及びポリマー
相５０質量％を有した。

【００５６】モノマーエマルジョン混合物の添加前に反
応器に重合開始剤を添加しなかった以外は、比較着色剤
粒子分散物Ｃ−１を調製するのに用いた手順は、複合着
色剤粒子分散物１（本発明）を調製するのに用いた手順
と同じである。

【００５７】比較着色剤粒子分散物Ｃ−２（EP100616
1） ブラック顔料分散物６０ｇ、過硫酸カリウム０．０６
ｇ、脱イオン水３０ｇ、メチルメタクリレート４．５
ｇ、メタクリル酸１．２ｇ、ジビニルベンゼン０．３
ｇ、及びドデシルスルホン酸ナトリウム０．５ｇを入れ
て攪拌されている反応器を窒素雰囲気中で８０℃に加熱
した。この反応器を８０℃でさらに４時間以上維持し、
その後冷却させた。この調製は、重合性モノマー、着色
剤、及び開始剤を一緒に混合して、その後乳化重合条件
にかける、バッチ式乳化重合プロセスであるという点
で、発明のプロセスとは異なる。

【００５８】インク調製 上記調製の分散物を用いて、複合着色剤粒子分散物１〜
２１を含有するインク１〜２１、ブラック顔料分散物を
含有するインク２２、マゼンタ顔料分散物を含有するイ
ンク２３、イエロー顔料分散物を含有するインク２４、
シアン顔料分散物を含有するインク２５、比較着色剤分
散物Ｃ−１を含有するインク２６，そして比較着色剤分
散物Ｃ−２を含有するインク２７を調製した。

【００５９】典型的なインク配合物は、着色剤分散物に
加えて、Dowanol（商標）DPM２．５質量％、トリエチレ
ングリコール２３質量％、グリセロール１０質量％、及
びStrodex（商標）PK-90を０．２質量％含んで成る。最
終インクｐＨをトリエタノールアミンを用いて８．５に
調節した。インク中の着色剤の濃度は２．５質量％であ
った（これは、上述のように調製した複合着色剤粒子の
着色剤相である）。

【００６０】インク特性 インクの貯蔵安定性 これらのインクをガラス製のサンプル瓶にいれ、最長１
週間、６０℃で放置させた。週の最後に粒度を上記のよ
うに測定した。ＵＰＡで測定されたインクの平均粒度
が、新しいインクと１週間後のインクの間で１０％未満
の成長であれば、インク貯蔵安定性が「優」、１０％〜
２０％の成長であれば「良」、２０％〜５０％の成長で
あれば「不良」、そして５０％超の成長であれば「非常
に不良」と規定した。結果を表ＩＩに示す。

【００６１】指ドライ及びウェット耐擦過性 これらのインクを次のインクジェット受容基体上にコー
トした：Epson Premium Gloss、Konica QP、及びKodak
Photographic Ink Jet Paper。コーティング後、インク
を１０分間乾燥させた。見た目に乾燥したインクをその
後直ちにドライ耐擦過性試験及びウェット耐擦過性試験
した。ドライ指耐擦過性の場合、インクを乾燥させた指
でこすった。ウェット指耐擦過性の場合、水滴を乾燥さ
せたインク領域上に置いた後、指擦過試験を行った。

【００６２】色変化に関して耐擦過性を評価した。目で
見た色変化が無い場合、耐擦過性を「優」、僅かに色変
化が見られると「良」、著しい色変化が見られると「不
良」と等級付けた。結果を次に示す。

【００６３】

【表２】

【００６４】上記結果は、従来技術の方法によって調製
された粒子を用いるインクと比較すると、本発明による
粒子から調合されたインクが、良好な安定性を有し、そ
して良好又は優れた耐摩耗性有することを示す。

【００６５】印刷試験 良好な貯蔵安定性を有する上記のように調製したインク
を、使い捨てのEpson440カラー及びブラックカートリッ
ジに満たし、Epson440インクジェットプリンターに装填
した。上掲したインクジェット受容体基体上に画像を印
刷した。画質は容認できるものであった。これらのイン
クの指ドライ擦過試験及びウェット擦過試験を上述した
ように評価した。結果を表ＩＩＩに示す。

【００６６】

【表３】

【００６７】上記結果は、従来技術の方法によって調製
された粒子を用いるインクと比較すると、本発明による
粒子から調合されたインクが、良好又は優れた耐摩耗性
を有することを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイビッド アードマン アメリカ合衆国，ニューヨーク 14618, ロチェスター，ウエストランド アベニュ 119 (72)発明者 カレン ジョーン クリングマン アメリカ合衆国，ニューヨーク 14534, ピッツフォード，ウエスト ジェファーソ ン ロード 2171 Ｆターム(参考） 2C056 EA13 FA03 FA04 FA05 FC02 2H086 BA53 BA55 BA59 BA60 4J039 BE01 BE12 BE15 CA06 EA44 GA24

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水、保湿剤、及び複合着色剤粒子を含ん
   でなるインクジェットインク組成物であって、前記複合
   着色剤ポリマー粒子が着色剤相及びポリマー相を有し、
   前記粒子のポリマー相が前記着色剤の存在下で現場形成
   され、前記インクを６０℃で１週間インキュベートさせ
   たときに前記複合着色剤ポリマー粒子が５０％を超える
   平均粒度の増大をしないインクジェットインク組成物。